FR3068002A1 - REAR SEALED BOTTOM COMPRISING A COMPOUND GEOMETRY MEMBRANE - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un fond (2) étanche arrière pour aéronefs à intégration motrice semi-enterrée ou de manière plus générale pour aéronefs dont la section de la pointe arrière au niveau du fond étanche est de type ovoïde à flancs incurvés. La section de la pointe arrière pour de tels aéronefs est atypique et est soumise à des efforts rendant inadaptée l'application d'une forme connue pour le fond étanche. La présente invention propose une membrane (22) intégrale dont la forme géométrique comprend l'association de deux demi-calottes (28, 30) sensiblement sphériques et d'une portion de cylindre de section sensiblement circulaire (32) joignant les deux demi-calottes (28, 30), les bords libres de la portion de cylindre (32) étant légèrement incurvés vers l'intérieur. Une telle géométrie permet au fond étanche de résister aux efforts en présence dans cette zone.The present invention relates to a rear bottom (2) waterproof for aircraft with semi-buried motor integration or more generally for aircraft whose section of the rear tip at the sealed bottom is of the ovoid type with curved sides. The section of the rear tip for such aircraft is atypical and is subject to efforts making unsuitable the application of a known form for the sealed bottom. The present invention provides an integral membrane (22) whose geometric shape comprises the association of two substantially spherical half-caps (28, 30) and a substantially circular section of cylinder (32) joining the two half-caps (28, 30), the free edges of the cylinder portion (32) being slightly curved inwardly. Such a geometry allows the sealed bottom to withstand the forces present in this area.
Description
La présente invention concerne le domaine des cloisons de pressurisation arrière pour des aéronefs à intégration motrice arrière de type semi-enterrée ou de manière plus générale pour des aéronefs dont la section de la pointe arrière au niveau du fond étanche est de type ovoïde à flancs incurvés.The present invention relates to the field of rear pressurization partitions for aircraft with rear engine integration of the semi-buried type or more generally for aircraft of which the rear tip section at the level of the sealed bottom is of the ovoid type with curved sides .
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
Une cloison de pressurisation dans un aéronef, appelée fond étanche, est une paroi transversale étanche et résistante séparant une zone pressurisée d’une zone non pressurisée. Le fond étanche arrière est situé au niveau de la partie arrière d’un aéronef entre un espace pressurisé accessible à des personnes et pouvant notamment comprendre la cabine de passagers et une zone arrière non pressurisée. En phase de vol, le fond étanche doit résister à un différentiel de pression entre les deux zones.A pressurization partition in an aircraft, called a waterproof bottom, is a tight and resistant transverse wall separating a pressurized area from an unpressurized area. The rear watertight bottom is located at the rear part of an aircraft between a pressurized space accessible to people and which may in particular include the passenger cabin and a non-pressurized rear area. In flight, the waterproof bottom must resist a pressure differential between the two zones.
Dans les aéronefs à intégration motrice arrière de type semi-enterrée, deux réacteurs sont installés sur les côtés du fuselage partiellement enterré dans le fuselage de l’aéronef. Il en découle une forme de fuselage à l’arrière très spécifique représentée sur les figures 1 à 3 : le fuselage se rétrécit dans la direction transversale de manière beaucoup plus importante que dans la direction de sa hauteur de manière à laisser de l’espace libre sur les côtés du fuselage pour l’installation et l’alimentation des moteurs. La pointe arrière de l’aéronef présente une forme de cône écrasé latéralement. Plus précisément, la section de la pointe arrière du fuselage représentée sur la figure 3 a la forme de deux demicercles reliés par deux segments de droite. Afin d’assurer une alimentation optimale des moteurs, les segments de droite présentent une courbure les rapprochant légèrement l’un de l’autre au niveau de la partie centrale. De cette manière, les parois latérales du fuselage suivent les contours des moteurs. La géométrie spécifique de la section sera désignée par le terme « ovoïde à flancs incurvés ». La présente invention s’applique aux aéronefs à intégration motrice arrière de type semi-enterrée mais elle peut s’appliquer à tout aéronef dont la section de la pointe 12 arrière au niveau du fond étanche est de type ovoïde à flancs incurvés.In semi-buried rear engine integration aircraft, two reactors are installed on the sides of the fuselage partially buried in the fuselage of the aircraft. This results in a very specific rear fuselage shape shown in Figures 1 to 3: the fuselage shrinks in the transverse direction much more significantly than in the direction of its height so as to leave free space on the sides of the fuselage for the installation and supply of the motors. The rear tip of the aircraft has a laterally crushed cone shape. More specifically, the rear tip section of the fuselage shown in FIG. 3 has the shape of two semi-circles connected by two straight segments. In order to ensure optimal power supply to the motors, the right-hand segments have a curvature that brings them slightly closer to each other at the central part. In this way, the side walls of the fuselage follow the contours of the engines. The specific geometry of the section will be designated by the term "ovoid with curved sides". The present invention applies to aircraft with rear engine integration of the semi-buried type but it can apply to any aircraft whose section of the rear tip 12 at the level of the sealed bottom is of the ovoid type with curved sides.
Au vu de cette forme atypique de type ovoïde à flancs incurvés, les formes usuelles de fond étanche ne sont pas adaptées et présentent une résistance à la pression insatisfaisante, ou encore une complexité et une masse accrues.In view of this atypical ovoid type shape with curved sides, the usual forms of sealed bottom are not suitable and have an unsatisfactory resistance to pressure, or even increased complexity and mass.
TECHNIQUE ANTÉRIEUREPRIOR ART
La demande de brevet FR2953193 a été déposée le 30 novembre 2009 par AIRBUS OPERATIONS SAS et donne un exemple de forme possible de fond étanche sous forme de membrane souple associée à au moins deux supports rigides de façon discontinue. Cette forme a l’avantage de pouvoir s’adapter à tout profil de fuselage en jouant sur les longueurs des supports mais elle présente le désavantage d’une architecture complexe et d’une masse non optimale comptetenu du nombre de supports en plus de la membrane elle-même.Patent application FR2953193 was filed on November 30, 2009 by AIRBUS OPERATIONS SAS and gives an example of a possible form of waterproof bottom in the form of a flexible membrane associated with at least two rigid supports discontinuously. This shape has the advantage of being able to adapt to any fuselage profile by varying the lengths of the supports, but it has the disadvantage of a complex architecture and of a non-optimal mass counted with the number of supports in addition to the membrane. herself.
La présente invention a pour but de proposer un fond étanche de forme optimisée pour la section atypique d’aéronef à intégration motrice arrière de type semi-enterré.The present invention aims to provide a sealed bottom of optimized shape for the atypical section of aircraft with rear engine integration of semi-buried type.
EXPOSÉ DE L’INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION
Pour ce faire, la présente invention concerne un fond étanche arrière pour aéronef dont la section de la pointe arrière au niveau du fond étanche est de type ovoïde à flancs incurvés, caractérisé en ce que le fond étanche comprend une membrane intégrale dont la forme géométrique comprend l’association de deux demi-calottes sensiblement sphériques et d’une portion de cylindre de section sensiblement circulaire joignant les deux demi-calottes, les bords libres de la portion de cylindre étant légèrement incurvés vers l’intérieur.To do this, the present invention relates to a rear waterproof bottom for aircraft, the rear tip section of which at the waterproof bottom is of the ovoid type with curved sides, characterized in that the waterproof bottom comprises an integral membrane whose geometric shape comprises the association of two substantially spherical half-caps and a cylinder portion of substantially circular section joining the two half-caps, the free edges of the cylinder portion being slightly curved inwards.
Le fond étanche présente au moins l’une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison.The waterproof bottom has at least one of the following optional features, taken individually or in combination.
L’un des bords en arc de cercle de chaque demi-calotte est joint au bord en arc de cercle correspondant de la portion de cylindre et l’autre bord libre en arc de cercle de chaque demi-calotte est utilisé avec le bord libre de la portion de cylindre pour la fixation de la membrane à l’aéronef.One of the arcuate edges of each half cap is joined to the corresponding arcuate edge of the cylinder portion and the other free arcuate edge of each half cap is used with the free edge of the cylinder portion for fixing the membrane to the aircraft.
La présente invention concerne également un aéronef comprenant un fond étanche présentant les caractéristiques présentées précédemment, dont la section de la pointe arrière au niveau du fond étanche est de type ovoïde à flancs incurvés, caractérisé en ce qu’il comprend un cadre au niveau duquel la membrane est associée, dont la forme est à inertie évolutive.The present invention also relates to an aircraft comprising a sealed bottom having the characteristics presented above, the rear tip section of which at the sealed bottom is of the ovoid type with curved sides, characterized in that it comprises a frame at which the membrane is associated, whose shape is with evolutionary inertia.
L’aéronef présente au moins l’une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison.The aircraft has at least one of the following optional features, taken in isolation or in combination.
La hauteur de l’âme du cadre est de hauteur plus importante au niveau des segments de courbe latéraux en vis-à-vis du bord de la membrane au niveau de la portion de cylindre qu’au niveau des parties demi-circulaires supérieure et inférieure de celui-ci.The height of the frame core is greater at the level of the lateral curve segments facing the edge of the membrane at the level of the cylinder portion than at the level of the upper and lower semicircular parts. of it.
Le cadre présente des appendices disposés de part et d’autre de celui-ci sur une même ligne transversale au niveau des segments de courbe latéraux en vis-à-vis du bord de la membrane au niveau de la portion de cylindre.The frame has appendages arranged on either side of it on the same transverse line at the level of the lateral curve segments facing the edge of the membrane at the level of the cylinder portion.
La membrane est fixée à une virole elle-même fixée la fois au fuselage et au cadre.The membrane is fixed to a ferrule itself fixed both to the fuselage and to the frame.
Une traverse lie les segments de courbe latéraux du cadre.A cross connects the lateral curve segments of the frame.
La traverse est une traverse de plancher.The cross is a floor cross.
La traverse lie deux points du cadre à inertie la plus importante de part et d’autre du plan P de symétrie longitudinal.The cross connects two points of the frame with the largest inertia on either side of the plane P of longitudinal symmetry.
La traverse lie les appendices.The cross connects the appendages.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINSSUMMARY DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de l’invention, donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins ci-annexés dans lesquels :Other objects, advantages and characteristics of the invention will appear on reading the description of the invention, given by way of nonlimiting example with reference to the attached drawings in which:
• la figure 1 représente une vue en perspective éclatée de trois tronçons formant assemblés le fuselage d’un aéronef à intégration motrice arrière de type semi-enterrée à double pont, appelés communément la pointe avant, la cabine et la pointe arrière ;• Figure 1 shows an exploded perspective view of three sections forming the fuselage of an aircraft with rear engine integration of the semi-underground type with double bridge, commonly called the front point, the cabin and the rear point;
• la figure 2 représente une vue de dessus du fuselage de la figure 1 au niveau duquel les trois tronçons sont assemblés ;• Figure 2 shows a top view of the fuselage of Figure 1 at which the three sections are assembled;
• la figure 3 représente une vue simplifiée de la forme globale de la section du fuselage au niveau du plan A-A de la figure 2, au niveau duquel se trouve le fond étanche ;• Figure 3 shows a simplified view of the overall shape of the fuselage section at the plane A-A of Figure 2, at which the sealed bottom is located;
• la figure 4 représente une vue en perspective simplifiée et éclatée montrant la forme géométrique des trois parties composant approximativement la forme globale du fond étanche selon la présente invention ;• Figure 4 shows a simplified and exploded perspective view showing the geometric shape of the three parts making up approximately the overall shape of the sealed bottom according to the present invention;
• la figure 5 représente une vue en perspective de la forme précise du fond étanche selon la figure 4;• Figure 5 shows a perspective view of the precise shape of the sealed bottom according to Figure 4;
• la figure 6 représente une vue de côté du fond étanche selon la figure 5 ;• Figure 6 shows a side view of the sealed bottom according to Figure 5;
• la figure 7 représente une vue de face du fuselage avec les planchers et le fond étanche au niveau de la section représentée sur la figure 3;• Figure 7 shows a front view of the fuselage with the floors and the sealed bottom at the section shown in Figure 3;
• la figure 8 représente la même vue de la section selon la figure 7 du fuselage dépourvu de planchers et du fond étanche ;• Figure 8 shows the same view of the section according to Figure 7 of the fuselage without floors and the sealed bottom;
• la figure 9 représente une vue en perspective simplifiée agrandie de la zone au niveau de laquelle le fond étanche selon la présente invention est fixé au fuselage par l’intermédiaire d’un cadre et d’une virole ;• Figure 9 shows an enlarged simplified perspective view of the area at which the waterproof bottom according to the present invention is fixed to the fuselage by means of a frame and a ferrule;
• la figure 10 représente une vue en perspective en coupe transversale du fond étanche selon la présente invention.• Figure 10 shows a perspective view in cross section of the sealed bottom according to the present invention.
MANIERE DE REALISER L’INVENTIONWAY OF CARRYING OUT THE INVENTION
Comme le montrent les figures 1 à 6, la présente invention se rapporte à une nouvelle forme de cloison 2 pressurisée arrière appelée fond étanche pour des aéronefs 4 à intégration motrice arrière de type semi-enterrée.As shown in FIGS. 1 to 6, the present invention relates to a new form of rear pressurized partition 2 called a sealed bottom for aircraft 4 with rear engine integration of semi-buried type.
Comme illustré sur les figures 1 à 3, le fuselage 6 de l’aéronef 4 comprend de manière connue trois parties : une partie 8 avant appelée communément la pointe avant, une partie 10 centrale de section à géométrie constante comprenant la cabine que nous appellerons pour simplifier dans la suite de la description cabine et une partie 12 arrière appelée communément pointe arrière ou cône arrière ou cône de queue. Les termes avant et arrière sont utilisés en référence au sens de déplacement de l’aéronef en vol représenté par la flèche F sur la figure 1. La section de la pointe 8 avant et de la pointe arrière 12 diminue progressivement depuis la section de la cabine 10 jusqu’à l’extrémité respectivement avant 14 et arrière 16 de l’aéronef.As illustrated in FIGS. 1 to 3, the fuselage 6 of the aircraft 4 comprises in known manner three parts: a front part 8 commonly called the front tip, a central part 10 of section with constant geometry comprising the cabin which we will call for simplify in the following description of the cabin and a rear part 12 commonly called rear point or rear cone or tail cone. The terms front and rear are used with reference to the direction of movement of the aircraft in flight represented by the arrow F in FIG. 1. The section of the front tip 8 and of the rear tip 12 gradually decreases from the section of the cabin 10 to the respectively front 14 and rear 16 ends of the aircraft.
Le fond 2 étanche est disposé dans la pointe arrière 12, à savoir dans la zone de rétrécissement arrière.The sealed bottom 2 is disposed in the rear tip 12, namely in the rear narrowing zone.
Comme vu plus haut, la pointe arrière 12 a une forme globale de cône écrasé latéralement, comme si l’écrasement provenait d’une presse dont les plateaux latéraux présentent une surface courbe en vis-à-vis de convexité très faible : la section du fuselage représentée sur la figure 3 au niveau de l’emplacement du fond étanche dans la pointe arrière, à savoir au niveau du plan A-A sur la figure 2 se présente sous la forme de deux demi-cercles reliés par deux segments de courbe très proches de segments de droite, la concavité des courbures des segments étant orientée vers l’extérieur. Comme vu précédemment, la géométrie spécifique de la section est désignée par le terme « ovoïde à flancs incurvés ». La présente invention s’applique aux aéronefs à intégration motrice arrière de type semi-enterrée mais elle s’applique également à tout aéronef dont la section de la pointe 12 arrière au niveau du fond étanche est de type ovoïde à flancs incurvés.As seen above, the rear point 12 has an overall shape of a cone crushed laterally, as if the crushing came from a press whose lateral plates have a curved surface opposite very low convexity: the section of the fuselage shown in Figure 3 at the location of the waterproof bottom in the rear tip, namely at the level of the plane AA in Figure 2 is in the form of two semicircles connected by two segments of curve very close to straight segments, the concavity of the curvatures of the segments being oriented towards the outside. As seen previously, the specific geometry of the section is designated by the term “ovoid with curved sides”. The present invention applies to aircraft with rear engine integration of the semi-buried type but it also applies to any aircraft whose section of the rear tip 12 at the level of the sealed bottom is of the ovoid type with curved sides.
Dans la forme de réalisation illustrée, l’aéronef est à double pont, à savoir un pont 18 supérieur et un pont 20 inférieur (visibles sur la figure 7) mais la présente invention s’applique également aux aéronefs à simple pont.In the illustrated embodiment, the aircraft has a double deck, namely an upper deck 18 and a lower deck (visible in FIG. 7), but the present invention also applies to single deck aircraft.
Dans le but de réduire le temps d’assemblage d’un aéronef 4, il est fait recours de plus en plus à des modules intégraux. Un module intégral regroupe des structures et/ou des systèmes indépendants au sein d’une unique entité physique susceptible d’être déplacée et installée d’un seul tenant et en une seule opération dans l’aéronef. Le plancher peut par exemple faire partie d’un module intégral incluant une partie de la structure (poutres, traverses ...) mais également des systèmes (harnais électriques, conduits de tout type ...). II est de pratique usuelle pour lutter contre les efforts en présence à proximité du fond étanche de prévoir des liens structuraux entre le fond étanche et le plancher. Aussi pour un module intégral comprenant notamment le plancher, ce type de liens pourrait être envisagé. Cependant de tels liens structuraux pénalisent le temps d’assemblage et ce d’autant plus au vu de leur spécificité résultant de la forme non conventionnelle du fuselage.In order to reduce the assembly time of an aircraft 4, there is an increasing use of integral modules. An integral module groups together independent structures and / or systems within a single physical entity capable of being moved and installed in one piece and in a single operation in the aircraft. The floor can for example be part of an integral module including a part of the structure (beams, crosspieces ...) but also systems (electrical harnesses, conduits of all types ...). It is usual practice to combat the efforts in the presence near the sealed bottom to provide structural links between the sealed bottom and the floor. Also for an integral module comprising in particular the floor, this type of link could be envisaged. However, such structural links penalize the assembly time, all the more in view of their specificity resulting from the unconventional shape of the fuselage.
Par ailleurs, le fond 2 étanche doit résister à un différentiel de pression entre la zone pressurisée de la cabine 10 et la zone non pressurisée de la pointe 12 arrière: se référer en particulier à la figure 2 dans laquelle le plan A-A visualise l’emplacement du fond étanche. La forme très particulière de la section du fuselage 6 au niveau de laquelle le fond étanche est joint (au niveau du plan A-A) implique si l’on souhaite aboutir à une réalisation optimale en terme de complexité et de masse de trouver une architecture originale de fond étanche compte-tenu des efforts très importants dans cette zone.Furthermore, the sealed bottom 2 must withstand a pressure differential between the pressurized zone of the cabin 10 and the non-pressurized zone of the rear tip 12: refer in particular to FIG. 2 in which the plane AA shows the location waterproof bottom. The very particular shape of the fuselage section 6 at the level of which the waterproof bottom is joined (at the level of the plane AA) implies, if one wishes to achieve an optimal achievement in terms of complexity and mass, to find an original architecture of waterproof bottom given the very significant efforts in this area.
Comme illustré sur les figures 4 à 10, le fond 2 étanche comprend une membrane 22 intégrale assemblée par son bord 24 libre au fuselage et plus particulièrement à un cadre 26 du fuselage. Le terme « intégral » signifie que la membrane est d’un seul tenant, déplaçable en un seul bloc. La membrane 22 pourrait selon une forme de réalisation possible être faite d’une seule pièce également.As illustrated in FIGS. 4 to 10, the sealed bottom 2 comprises an integral membrane 22 assembled by its free edge 24 to the fuselage and more particularly to a frame 26 of the fuselage. The term "integral" means that the membrane is in one piece, movable in one piece. The membrane 22 could, according to a possible embodiment, be made in one piece also.
La membrane 22 ne présente pas une surface plane mais concave dont la concavité est orientée vers la cabine 10. Le fond 2 étanche reprend les efforts générés par le différentiel de pression pour les transférer au fuselage 6.The membrane 22 does not have a flat but concave surface whose concavity is oriented towards the cabin 10. The sealed bottom 2 takes up the forces generated by the pressure differential to transfer them to the fuselage 6.
Pour résister au différentiel de pression en présence, la forme géométrique de la membrane 22 est optimisée : elle résulte d’une composition de géométries élémentaires reconnues comme stable à la pression. Ainsi, comme représenté sur les figures 4 à 6, la membrane 22 présente la forme de deux demicalottes 28, 30 sensiblement sphériques raccordées par une portion 32 de cylindre de section sensiblement circulaire. Une calotte sphérique désigne dans la présente demande une portion de sphère limitée par deux plans parallèles de distance d dont l’un est tangent à la sphère, la distance d étant inférieure ou égale au rayon de la sphère. La distance d pourrait être égale au rayon auquel cas la calotte sphérique correspond à une demi-sphère et donc la demi-calotte à un quart de sphère. La portion de cylindre désigne dans la présente demande, de la même façon que la portion de sphère, une portion de cylindre de section sensiblement circulaire limitée par deux plans parallèles de distance e dont l’un est tangent au cylindre, la distance e étant inférieure ou égale au rayon de la base du cylindre. La distance e pourrait être égale au rayon de la base auquel cas la portion de cylindre correspond à un demi-cylindre. Les demi-calottes sensiblement sphériques 28, 30 sont jointes par l’un de leurs bords 34, 36 formant un arc de cercle avec les bords formant un arc de cercle correspondant de la portion 32 de cylindre.To resist the pressure differential present, the geometric shape of the membrane 22 is optimized: it results from a composition of elementary geometries recognized as stable under pressure. Thus, as shown in FIGS. 4 to 6, the membrane 22 has the shape of two substantially spherical half-knobs 28, 30 connected by a portion 32 of cylinder of substantially circular section. In this application, a spherical cap designates a portion of a sphere limited by two parallel planes of distance d, one of which is tangent to the sphere, the distance d being less than or equal to the radius of the sphere. The distance d could be equal to the radius in which case the spherical cap corresponds to a half-sphere and therefore the half-cap to a quarter of a sphere. The cylinder portion designates in the present application, in the same way as the sphere portion, a cylinder portion of substantially circular section limited by two parallel planes of distance e, one of which is tangent to the cylinder, the distance e being less or equal to the radius of the base of the cylinder. The distance e could be equal to the radius of the base in which case the portion of cylinder corresponds to a half-cylinder. The substantially spherical half-caps 28, 30 are joined by one of their edges 34, 36 forming a circular arc with the edges forming a corresponding circular arc of the portion 32 of the cylinder.
Du fait de cette géométrie, le bord 24 de la membrane 22 intégrale est composé de deux arcs sensiblement circulaires 42 supérieur et 44 inférieur (au niveau des demi-calottes sensiblement sphériques 28 supérieur et 30 inférieur) reliés par deux segments 46, 48 de courbe très proches de segments de droite et correspondant au bord 24 libre de la portion de cylindre, la légère concavité des courbures des segments étant orientée vers l’extérieur. Le rayon de courbure des segments 46 et 48 est plus important que celui des demi-cercles 42 et 44. Ainsi le bord 24 libre de la membrane suit les contours de la forme atypique de la section du fuselage 6.Because of this geometry, the edge 24 of the integral membrane 22 is composed of two substantially circular arcs 42 upper and 44 lower (at the level of the substantially spherical half-caps 28 upper and 30 lower) connected by two segments 46, 48 of curve very close to straight line segments and corresponding to the free edge 24 of the cylinder portion, the slight concavity of the curvatures of the segments being oriented towards the outside. The radius of curvature of the segments 46 and 48 is greater than that of the semicircles 42 and 44. Thus the free edge 24 of the membrane follows the contours of the atypical shape of the section of the fuselage 6.
Les formes partiellement sphériques et partiellement cylindriques sont reconnues pour être des formes stables à la pression. La membrane 22 résulte ainsi de la combinaison de formes stables et permet d’installer une membrane intégrale malgré les efforts résultants de la forme de la zone très spécifique en question.Partially spherical and partially cylindrical shapes are known to be pressure stable shapes. The membrane 22 thus results from the combination of stable shapes and makes it possible to install an integral membrane despite the efforts resulting from the shape of the very specific zone in question.
La faible inflexion des bords 46 et 48 de la membrane conduit à une forme qui n’est pas précisément une portion de cylindre et dont le comportement local ne sera donc pas exactement celui d’une portion de cylindre. Cependant du fait de la nature très légère de cette inflexion, elle peut être compensée par un ajustement en épaisseur de matière de la membrane dans cette zone pour garantir un comportement de type partiellement cylindrique de section sensiblement circulaire.The slight deflection of the edges 46 and 48 of the membrane leads to a shape which is not precisely a portion of cylinder and whose local behavior will therefore not be exactly that of a portion of cylinder. However, due to the very light nature of this inflection, it can be compensated for by an adjustment in material thickness of the membrane in this zone to guarantee a behavior of the partially cylindrical type of substantially circular section.
Le fond 2 étanche se raccorde à un cadre 26 de fuselage par un dispositif 50 de raccordement représenté sur la figure 9. Le cadre 26 concerné est un cadre 26 situé au niveau de la jonction entre deux panneaux 52, 54 de tronçons de fuselage. Les panneaux 52 et 54 des tronçons sont liés à l’aide d’une virole 56 sur laquelle est fixé le cadre 26. Dans la forme de réalisation illustrée, le cadre 26 comprend une semelle 58 et une âme 60 perpendiculaire l’une par rapport à l’autre. La virole comprend une semelle 62 et un corps 64. Le corps 64 forme un angle avec la semelle 62 inférieur à 90 degrés de manière à former une surface 66 de fixation pour la membrane 22 du fond 2 étanche. La surface 66 est orientée de manière à se trouver localement tangente à la membrane 22 : de cette manière est assurée une continuité la plus rectiligne possible entre la surface 66 et la membrane 22 pour décharger les efforts provenant de la membrane 22 vers le fuselage via la virole 56 et plus particulièrement le corps 64. La semelle 62 est apposée sur les panneaux 52 et 54 et fixés à ceux-ci pour les joindre. La semelle 58 du cadre est fixée à la semelle 62 de la virole 56 : l’âme 60 du cadre suit une direction sensiblement perpendiculaire à la semelle 58 du cadre, à la semelle 62 de la virole et à la surface S tangente au fuselage au niveau de la jonction des panneaux 52 et 54.The sealed bottom 2 is connected to a fuselage frame 26 by a connection device 50 shown in FIG. 9. The frame 26 concerned is a frame 26 located at the junction between two panels 52, 54 of fuselage sections. The panels 52 and 54 of the sections are linked using a ferrule 56 on which the frame 26 is fixed. In the illustrated embodiment, the frame 26 comprises a sole 58 and a core 60 perpendicular to one another. to the other. The ferrule comprises a sole 62 and a body 64. The body 64 forms an angle with the sole 62 less than 90 degrees so as to form a fixing surface 66 for the membrane 22 of the sealed bottom 2. The surface 66 is oriented so as to be locally tangent to the membrane 22: in this way is ensured the most rectilinear continuity possible between the surface 66 and the membrane 22 to discharge the forces coming from the membrane 22 towards the fuselage via the ferrule 56 and more particularly the body 64. The sole 62 is affixed to the panels 52 and 54 and fixed to these to join them. The sole 58 of the frame is fixed to the sole 62 of the shell 56: the core 60 of the frame follows a direction substantially perpendicular to the sole 58 of the frame, to the sole 62 of the shell and to the surface S tangent to the fuselage at level of the junction of panels 52 and 54.
En section selon le plan A-A visible sur la figure 2, le cadre 26 présente une forme suivant les contours du fuselage, à savoir présentant des segments 55, 57 de courbe latéraux et des arcs sensiblement circulaires supérieure 59 et inférieure 61 (figure 7).In section along the plane A-A visible in Figure 2, the frame 26 has a shape along the contours of the fuselage, namely having segments 55, 57 of lateral curve and substantially circular arcs upper 59 and lower 61 (Figure 7).
La membrane 22 est fixée à la surface 66 du corps 64 de la virole par tout moyen connu et par exemple par boulonnage.The membrane 22 is fixed to the surface 66 of the body 64 of the shell by any known means and for example by bolting.
La membrane 22 ne comprend aucun système de fixation au plancher 68 du pont 20 inférieur et au plancher 67 du pont 18 supérieur du fuselage 6. La membrane 22 intégrale peut donc fonctionner en membrane pure. Le plancher 67 du pont 18 supérieur est associé au cadre 26 positionné au niveau du fond étanche par l’intermédiaire d’une traverse 70. De cette manière, le module de plancher comprenant la traverse 70 peut être introduit dans le fuselage et fixé rapidement au cadre sans avoir à ajouter des fixations au fond étanche.The membrane 22 does not include any system for fixing to the floor 68 of the lower deck 20 and to the floor 67 of the upper deck 18 of the fuselage 6. The integral membrane 22 can therefore function as a pure membrane. The floor 67 of the upper deck 18 is associated with the frame 26 positioned at the level of the sealed bottom via a cross-member 70. In this way, the floor module comprising the cross-member 70 can be introduced into the fuselage and quickly fixed to the frame without having to add fixings to the waterproof bottom.
La traverse 70 du plancher 67 est fixée sur des systèmes 72 d’attache conventionnels prévus sur les cadres. Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 8, les systèmes 72 d’attache se présentent sous la forme d’appendices 74, 76 prévus au niveau du cadre en vis-à-vis sur une même ligne transversale. Les appendices se situent à la même distance du plan P de symétrie longitudinale du cadre 26, de part et d’autre de celui-ci. La traverse 70 du plancher 67 est fixée aux appendices 74, 76 par tout type de moyen connu et par exemple par boulonnage. Dans la forme de réalisation illustrée, seul le plancher 67 du pont supérieur est introduit sous forme de module intégral à l’intérieur du fuselage. Le plancher inférieur est intégré de manière conventionnelle.The cross member 70 of the floor 67 is fixed to conventional fastening systems 72 provided on the frames. In the embodiment illustrated in Figure 8, the fastening systems 72 are in the form of appendages 74, 76 provided at the level of the frame opposite on the same transverse line. The appendages are located at the same distance from the plane P of longitudinal symmetry of the frame 26, on either side of the latter. The cross member 70 of the floor 67 is fixed to the appendages 74, 76 by any type of known means and for example by bolting. In the illustrated embodiment, only the floor 67 of the upper deck is introduced in the form of an integral module inside the fuselage. The lower floor is integrated in a conventional manner.
Les efforts mécaniques très importants provenant de la sollicitation en pression de la membrane 22 se décomposent principalement au niveau du dispositif 50 de raccordement en des efforts tangents aux panneaux 52 et 54 et en des efforts dirigés dans l’âme 60 du cadre 26 dans la direction perpendiculaire à la surface S.The very significant mechanical forces originating from the pressure stress on the membrane 22 mainly decompose at the level of the device 50 for connection into forces tangent to the panels 52 and 54 and into forces directed into the core 60 of the frame 26 in the direction perpendicular to the surface S.
Dans les parties supérieure 42 et inférieure 44 de la membrane 22 en forme de demi-calottes sensiblement sphériques, du fait de cette courbure en arc de cercle, le cadre 26 travaille localement en tension et son âme 60 a donc dans ces zones une hauteur constante. Dans les portions légèrement incurvées au niveau des bords 46, 48 de la portion de cylindre 32 de la membrane 22, du fait de la très faible courbure, l’âme 60 du cadre 26 est sollicité en flexion (voir la figure 9). Ces efforts étant très pénalisants pour le cadre 26, il est nécessaire d’adapter sa géométrie en conséquence. De ce fait, pour renforcer la résistance aux efforts de flexion particuliers au niveau des bords 46, 48 incurvés de la portion de cylindre 32 de la membrane 22, le cadre 26 est à inertie évolutive. Cela se traduit notamment dans la forme de réalisation illustrée par une âme 60 de hauteur évolutive. La hauteur de l’âme 60 est en particulier dans la forme de réalisation illustrée plus importante au niveau des segments de courbe latéraux du fuselage qu’au niveau des parties demi-circulaires supérieure et inférieure de celui-ci. Sur la figure 7 une ligne 78 représente un cadre de hauteur identique sur toute sa longueur pour mettre en évidence la zone au niveau de laquelle la hauteur du cadre est plus importante dans la forme de réalisation illustrée. Cette hauteur permet d’absorber les efforts de flexion opérant dans cette zone du fait de la forme atypique de la section.In the upper 42 and lower 44 parts of the membrane 22 in the form of substantially spherical half-caps, due to this curvature in an arc, the frame 26 works locally in tension and its core 60 therefore has a constant height in these zones . In the slightly curved portions at the edges 46, 48 of the cylinder portion 32 of the membrane 22, due to the very small curvature, the core 60 of the frame 26 is stressed in bending (see FIG. 9). These efforts being very penalizing for the frame 26, it is necessary to adapt its geometry accordingly. Therefore, to strengthen the resistance to particular bending forces at the curved edges 46, 48 of the cylinder portion 32 of the membrane 22, the frame 26 is of progressive inertia. This is reflected in particular in the embodiment illustrated by a core 60 of evolving height. The height of the core 60 is in particular in the embodiment illustrated more significant at the level of the lateral curve segments of the fuselage than at the level of the upper and lower semicircular parts thereof. In Figure 7 a line 78 represents a frame of identical height over its entire length to highlight the area at which the height of the frame is greater in the illustrated embodiment. This height makes it possible to absorb the bending forces operating in this area due to the atypical shape of the section.
Les efforts de flexion sont également absorbés par la traverse 70 de plancher qui lie les appendices 74, 76 du cadre. Selon la forme de réalisation illustrée, la traverse 70 lie deux points du cadre à inertie la plus importante.The bending forces are also absorbed by the cross member 70 of the floor which links the appendages 74, 76 of the frame. According to the illustrated embodiment, the cross-member 70 links two points of the frame with the greatest inertia.
La présente invention propose un fond étanche de forme simple et masse optimisée dont la fabrication est simplifiée du fait d’utiliser des formes géométriques simples. Par ailleurs, la présente invention permet de prendre en compte les contraintes apportées par l’approche modulaire.The present invention provides a waterproof bottom of simple shape and optimized mass, the manufacture of which is simplified by the use of simple geometric shapes. Furthermore, the present invention makes it possible to take into account the constraints brought by the modular approach.
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